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Spanish Teachers Programme

27 de junio de 2011

Informática Científica en el CERN

Miguel Angel Marquina 1

Informática Científica en el CERN

Al servicio de la Ciencia

Dr. Miguel Angel Marquina Spanish Teachers Programme

27 de junio de 2011

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Informática Científica en el CERN

Miguel Angel Marquina 2

Nuestros ejes de actividad

Investigación & Descubrimientos

Formación

Tecnología

Colaboración

Viaje al Mundo de la Información

Cuanto alberga…

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Informática Científica en el CERN

Miguel Angel Marquina

• La final de la Sub 21

1 bit

• Una letra cualquiera

8 bits= 1 byte

• Una palabra

10 bytes

• Un SMS

100-160 bytes

Viaje al centro de la Información -1

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Informática Científica en el CERN

Miguel Angel Marquina

• Una página de texto

1-2 Kilobytes (Kb)

• Una página de una enciclopedia

10 Kb

• Una foto de baja resolución

100 Kb

• El texto de un libro típico

1000 Kb = 1 Megabyte (Mb)

Viaje al centro de la Información -2

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Informática Científica en el CERN

Miguel Angel Marquina

• Un minuto de música (MP3)

1 Mb

• Un diskette

1.44 Mb

• Una foto de alta resolución

2 Mb

• Un minuto de música (CD), radiografía

10 Mb

Viaje al centro de la Información -3

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Informática Científica en el CERN

Miguel Angel Marquina

• Un diccionario enciclopédico 100 Mb

• Un CD 700 Mb

• Un iPod con 200 canciones 1000 Mb = 1Gb

• Un DVD 4.7 Gb

• Toda la música de Michael Jackson 20 Gb

Viaje al centro de la Información -4

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Informática Científica en el CERN

Miguel Angel Marquina

• Una biblioteca especializada 1000-2000 Gb=1-2 Terabytes

• La Biblioteca Nacional 8.4 Tb

• La mayor biblioteca del mundo (LOC) 21 Tb

• Texto producido anualmente en el mundo 160 Tb

• Lo que alberga Google 2000-5000 Tb=2-5 Petabytes

Viaje al centro de la Información -5

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Informática Científica en el CERN

Miguel Angel Marquina

• Todo el correo electrónico en el mundo

11 Pb/año

• Las emisiones de TV

14 Pb/año

• El correo postal

150 Pb/año

• Las llamadas telefónicas

600 Pb/año

Viaje al centro de la Información -6

Cuanta información produciremos en el

CERN?

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Informática Científica en el CERN

Miguel Angel Marquina

Los datos del LHC • 600 millones colisiones/segundo

• 15 Petabytes/año de datos, que son...

• 1.8 Tb/hora = 30 Gb/min = 500Mb/seg

• Casi 1 CD cada segundo

• 6 DVDs cada minuto

• 1 Biblioteca Nacional cada 5 horas

• 2 LOC cada día!

Concorde (15 Km)

Globo sonda (30 Km)

Pila de CDs con 1 año de datos del LHC! (~ 20 Km, 20 millones de CDs)

Mt. Blanc (4.8 Km)

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Informática Científica en el CERN

Miguel Angel Marquina

Los datos del LHC •El análisis de los datos requerirá un poder de cálculo equivalente a 100000 PCs

•En el centro de Cálculo del CERN tenemos:

• Más de 16000 PCs

• Capacidad de almacenamiento de más de 16PB en cinta magnética, 5PB en disco

¡ Podemos asumir la quinta parte de la capacidad necesaria!

De donde sacamos el resto??

Concorde (15 Km)

Globo sonda (30 Km)

Pila de CDs con 1 año de datos del LHC! (~ 20 Km, 20 millones de CDs)

Mt. Blanc (4.8 Km)

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Miguel Angel Marquina

Compartiendo piso…

• Uno solo no puede asumir los gastos del alquiler de un piso

• Entre varios acuerdan compartirlo • Se aporta según un acuerdo

(espacio/tiempo de habitación/poder adquisitivo…) a un fondo común

• Se consume proporcionalmente a la aportación… o se aporta según consumo

Con las necesidades de computación ocurre parecido

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Miguel Angel Marquina

Calculando a Escote • Uno solo no puede asumir la necesidad

de cómputo de un proyecto

• Entre varios acuerdan compartirlo

• Se aporta según un acuerdo (cantidad de recursos disponibles) a un fondo común

• Se consume proporcionalmente a la aportación

Eso es la GRID… en esencia

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Miguel Angel Marquina

• El nombre lo acuñaron Ian Foster and Carl Kesselman

• Por analogía a la acepción utilizada en USA para la red eléctrica:

Electric power grid

• También conceptualmente: no es importante su origen sino la garantia de acceso

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Miguel Angel Marquina

• La Grid utiliza un avanzado software (middleware), que asegura la comunicacion entre ordenadores en diferentes partes del mundo.

• El Grid no sólo encontrará los datos que los científicos necesiten, si no tambien las técnicas para procesarlos y la capacidad de cálculo necesaria.

• Distribuirá la tarea a procesar a aquella parte en el mundo donde haya capacidad disponble, y enviará el resultado al científico.

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Miguel Angel Marquina

The GRID middleware: • Encuentra los lugares convenientes donde se ejecutará el encargo de cálculo enviado por el científico.

• Optimizará el uso de recursos dispersos alrededor del mundo.

• Organizará eficientemente el acceso a los datos científicos.

• Se encarga del proceso de autentificación en los diferentes sitios que el científico usará y de sus políticas de asignación de recursos.

• Ejecutará las tareas.

• Monitorizará su progreso

… y finalmente….

¡ Informa cuando el trabajo se ha completado y transfiere su resultado !

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Miguel Angel Marquina

Web y Grid

• La web facilita a las personas ACCEDER a ordenadores dispersos por todo el mundo para COMPARTIR información

• La Grid facilita a los científicos COMPARTIR (centros con) ordenadores dispersos por todo el mundo para PROCESAR información

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¿Y qué consigue la sociedad con todo esto?

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World Wide Web

Fue desarrollado en el CERN, en 1989 ! Sin derechos de autor

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Informática Científica en el CERN

Miguel Angel Marquina 22 22 RISGE - OGF22 22

250 emplazamientos 48 países

50,000 CPUs 13 PetaBytes

>5000 usuarios >200 VOs

>140,000 jobs/día

Arqueología Astronomía Astrofísica Protección civil Química Ciencias de la Tierra Finanzas Fusión Geofísica Física de Altas energías Ciencias Naturales Multimedia Ciencia de materiales …

32%

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Miguel Angel Marquina

Aplicaciones prácticas : usando la Grid

Procesado ultra-rápido de imágenes satelite en el caso de desastres naturales

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Informática Científica en el CERN

Miguel Angel Marquina

Sin contar… algunos premios Nobel!

George Charpak

“for his invention and

development of particle

detectors, in particular the

multiwire proportional

chamber”

Carlo Rubbia

(with Simon van der Meer)

“for their decisive contributions to

the large project, which led to the

discovery of the field particles W

and Z, communicators of weak

interaction”

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Informática Científica en el CERN

Miguel Angel Marquina

La Información es Poder…

Y comprenderla entonces?